帯電装置
【課題】 帯電ローラと被帯電体との微小な間隙を一定に維持することができるようにして、帯電ローラの間隙の変動による帯電ムラをなくす。
【解決手段】 回転する帯電ローラ１を感光体２（被帯電体）と常に非接触状態に保って感光体２を帯電させる帯電装置において、帯電ローラ１の両端部と感光体２の両端部との間に、上記非接触状態を保持することが可能な一定の厚み（１０〜５０μｍ）を有する低摩擦抵抗の、好ましくはフッ素樹脂材料で形成されているスペーサ部材１０を挟み込むことを特徴とする。
【解決手段】 回転する帯電ローラ１を感光体２（被帯電体）と常に非接触状態に保って感光体２を帯電させる帯電装置において、帯電ローラ１の両端部と感光体２の両端部との間に、上記非接触状態を保持することが可能な一定の厚み（１０〜５０μｍ）を有する低摩擦抵抗の、好ましくはフッ素樹脂材料で形成されているスペーサ部材１０を挟み込むことを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、帯電装置に関し、さらに詳しくはプリンタ、ファクシミリ、複写機等の画像形成装置に用いるのに適する非接触ローラ帯電装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のこの種の帯電装置は接触式のものである。例えば特開平６−３４８１１０号公報に開示の帯電ローラおよび帯電装置では、芯金上に感圧導電ゴムを含有した弾性体層および表層を積層し、加圧力を調節することにより、長期に亘って被帯電部材（感光体）を所望の帯電電圧に一様に帯電制御することができるというものである。
【０００３】上述のような接触帯電方式では、帯電電位の均一安定化のための配慮がそれぞれになされているが、被帯電部材である感光体表面に残留する異物（クリーニングで除去できなかった残トナー成分や、紙粉、タルク等の紙構成物質等）が帯電ローラに固着することは避けられず、経時的に帯電ムラが発生してしまって寿命が短く、この寿命の短さから高速、高信頼性の必要とされるクラスの電子写真複写機等までの商品化は実現していなかった。これを解決するために、非接触の帯電ローラを用いた非接触ローラ帯電装置が検討されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、非接触ローラ帯電装置を用いて、印加電圧を８００Ｖ前後にしてムラのない安定した感光体帯電を行うには、上記帯電ローラと上記被帯電部材との間隙（エアーギャップ）を１０μｍ〜５０μｍに保たねばならない。これを可能とする技術としては、例えば実開平５−１５０５７号公報記載の技術がある。この技術では、リング状弾性スペーサ部材を被帯電体の両側端円周部（両端円周部）に装着して帯電ローラと被帯電体との間隙を維持する様にしている。しかし、この方法では、リング状弾性スペーサ部材の円周の厚みの変動を３０μｍ以下にしなければ被帯電体の１回転の回転周期で間隙の変動による帯電ムラが生じてしまう。
【０００５】また、特開平９−３１１５２６号公報記載の技術では、帯電ローラと被帯電体との間隙を維持する方法として、帯電ローラの軸端にスペーサコロを配置して、上記スペーサコロを被帯電体に突き当てるように設け、スペーサコロと帯電ローラの径の差の半分に間隙を設定しているが、この方法では帯電ローラの円筒度と両端のスペーサコロの円筒度、帯電ローラの軸の振れなどを精度良く加工しなければ帯電ローラ１回転の間隙の変動を３０μｍ以下にすることは難しく、帯電ローラの間隙の変動による帯電ムラを生じてしまう。
【０００６】そこで、本発明は、非接触ローラ帯電装置において、帯電ローラと被帯電体との微小な間隙を一定に維持することができるようにして、帯電ローラの間隙の変動による帯電ムラをなくすことを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上述した課題を解決すると共に上記目的を達成するために、各請求項記載の発明では以下の特徴ある手段を採用している。請求項１記載の発明は、回転する帯電ローラを被帯電体と常に非接触状態に保って該被帯電体を帯電させる帯電装置において、上記帯電ローラの両端部と上記被帯電体の両端部との間に、上記非接触状態を保持することが可能な厚みを有する低摩擦抵抗のスペーサ部材を挟み込むことを特徴とする。
【０００８】請求項２記載の発明は、請求項１記載の帯電装置において、上記スペーサ部材が、フッ素樹脂材料で形成されていることを特徴とする。
【０００９】請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の帯電装置において、上記帯電ローラの両端部および上記被帯電体の両端部と当接する上記スペーサ部材の当接部分の位置を変える可変手段を有することを特徴とする。
【００１０】請求項４記載の発明は、請求項３記載の帯電装置において、上記スペーサ部材が、一定の厚みを有し、上記可変手段は、上記スペーサ部材を上記帯電ローラの回転方向に沿って移動する移動機構であることを特徴とする。
【００１１】請求項５記載の発明は、請求項３記載の帯電装置において、上記スペーサ部材が、可撓性を有するベルト状の形状をなすベルト状スペーサ部材であり、上記可変手段は、上記ベルト状スペーサ部材を巻き取る巻取機構であることを特徴とする。
【００１２】請求項６記載の発明は、請求項３記載の帯電装置において、上記スペーサ部材が、円盤状の形状をなす回転可能な円盤状スペーサ部材であり、上記可変手段は、上記円盤状スペーサ部材を回転させる回転機構であることを特徴とする。
【００１３】請求項７記載の発明は、請求項３記載の帯電装置において、上記スペーサ部材が、上記帯電ローラの回転方向に沿って上記厚みが変化するくさび状の形状をなすくさび状スペーサ部材であり、上記可変手段は、上記くさび状スペーサ部材を上記回転方向に沿って往復移動させる往復移動機構であることを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、図を参照して実施例を含む本発明の実施の形態（以下、単に「実施形態」という）を説明する。各実施形態等に亘り、同一の機能および形状等を有する部材や構成部品等については、同一符号を付すことによりその説明を省略する。図において一対で構成されていて特別に区別して説明する必要がない部材や構成部品は、説明の簡明化を図る上から、その片方を適宜記載することでその説明に代えるものとする。また、図および説明の簡明化を図るため、図に表されるべき部材や構成部品であっても、その図において特別に説明する必要がない部材や構成部品は適宜断わりなく省略することがある。
【００１５】まず、図１を参照して、後述する実施形態に共通する技術事項を説明する。これらの共通する技術事項は、後述する実施形態での説明を省略する。図１において、符号１は帯電ローラを、符号２は被帯電体の一例としての感光体を、符号３は帯電ローラ用電源（以下、単に「電源３」という）を、符号４は静電潜像を形成する露光を、符号５は現像装置を、符号６は転写部を、符号７は除電分離部を、符号８は転写材としての転写紙を、それぞれ示す。後述する各実施形態を示す図２ないし図８では、帯電ローラ１および感光体２等は、図の簡明化を図るためそれらを簡略的に示す。
【００１６】帯電ローラ１は、図示しない軸受によりその芯軸１ｃの両端で支持されており、図示しない駆動機構（例えば後述する図６参照）により、図１中矢印で示す反時計回りに回転可能となっている。帯電ローラ１は、後述する各実施形態のスペーサ部材によって、感光体２の外周表面と常に非接触状態に保たれて感光体２の外周表面を帯電させるものである。帯電ローラ１は、上記スペーサ部材を挟み込み、感光体２に圧接する向きに図示しない加圧機構により一定の圧力で加圧されている（例えば後述する図８の加圧機構２９参照）。
【００１７】帯電ローラ１は、最外周の中〜高抵抗層部１ａ（以下、単に「高抵抗層部１ａ」という）と、その内周の低抵抗層部１ｂと、最内周の芯軸１ｃとからなる。高抵抗層部１ａは、その抵抗値ρ１（Ω・ｃｍ）をρ１＞１０5とするのが好適であり、また層厚のもっとも薄い部分の厚みを０〜１０μｍとするとよい。低抵抗層部１ｂは、その抵抗値ρ２（Ω・ｃｍ）をρ２＜ρ１とする。なお、電源３からの電圧印加は、芯軸１ｃに対して行うため、芯軸１ｃには導電性の金属を用いる。
【００１８】そして、感光体２に帯電させる場合は、帯電ローラ１の外周表面をなす高抵抗層部１ａの表面と感光体２の外周表面との空隙もしくは間隙（エアーギャップ）の電圧が、空気の破壊電圧を超える程度になるように電源３により電圧印加を行う。ムラのない安定した感光体帯電を行うには、帯電ローラ１の外周表面（以下、単に「帯電ローラ１」というときがある）と感光体２の外周表面（以下、単に「感光体２」というときがある）との間隙Ｇを、６〜４８μｍにして印加電圧を８００Ｖ前後にしたほうがよい。
【００１９】感光体２は、図示しない軸受によりその軸の両端で支持されており、図示しない駆動機構（例えば後述する図６参照）により、図１中矢印で示す時計回り方向に回転する。
【００２０】図１に示す帯電装置は、帯電ローラ１の両端部（図１の紙面の手前側および奥側）と感光体２の両端部（図１の紙面の手前側および奥側）との間に、非接触状態を保持することが可能な厚み、すなわち所定範囲の間隙Ｇを保持することが可能な厚みを有する低摩擦抵抗のスペーサ部材を挟み込む態様で帯電を行うことを特徴とするものである。したがって、図１に示す帯電装置によれば、後述する第１ないし第５に共通する利点、すなわち帯電ローラ１と感光体２との微小な間隙Ｇを一定に維持することができて、帯電ローラ１の間隙の変動による帯電ムラをなくすことができるという利点がある。
（第１の実施形態）図２および図３に第１の実施形態を示す（請求項１および請求項２参照）。図２および図３に示すように、帯電ローラ１の両端部および感光体２の両端部との間に、その厚みが１０〜５０μｍのスペーサ部材１０を挟み込んで、装置本体側に固設されたスペーサ支持部材１１により、スペーサ部材１０が帯電ローラ１の回転によって動かないように固定されている。スペーサ部材１０は、薄い板状の部材である。スペーサ部材１０の一端部は図２において左方のスペーサ支持部材１１に固定され、その他端部は帯電ローラ１の一端部と感光体２の一端部との間におよび帯電ローラ１の他端部と感光体２の他端部との間に、すなわち帯電ローラ１の両端部と感光体２の両端部との間に、挟み込まれる態様で設けられている。
【００２１】帯電ローラ１は、図示しない軸受によりその芯軸１ｃの両端で支持されており、図示しない駆動機構（例えば後述する図６参照）により、図１中矢印で示す反時計回り方向に回転可能となっている。帯電ローラ１は、スペーサ部材１０を挟み込み、感光体２に圧接する向きに図示しない加圧機構により一定の圧力で加圧されている（例えば後述する図８の加圧機構２９参照）。感光体２は、図示しない軸受によりその軸の両端で支持されており、図示しない駆動機構（例えば後述する図６参照）によって、図１中矢印で示す時計回り方向に回転する。
【００２２】第１の実施形態では、上述したように、帯電ローラ１と感光体２との各両端部に、所定範囲の間隙Ｇを保持することが可能な厚みを有する低摩擦抵抗のスペーサ部材１０を挟み込むことにより、帯電ローラ１と感光体２の間に１０〜５０μｍの間隙Ｇを形成している。したがって、実施形態１によれば、一定の間隙Ｇを保て帯電ローラ１の一回転周期による間隙Ｇの変動がない。また、加工精度による間隙変動を極力なくすことができるという利点がある。
【００２３】ここで、スペーサ部材１０の材料・材質は、帯電ローラ１の両端部および感光体２の両端部との間に挟み込まれ、帯電ローラ１の両端部および感光体２の両端部と当接する際の摩擦抵抗を極力減少させてその回転抵抗や摩耗を減らす上から、低摩擦抵抗のフッ素樹脂で形成することが好ましい。これは、後述する第２ないし第５の実施形態の各スペーサ部材でも同様である。フッ素樹脂材料としては、例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレンパーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）、テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、ポリビニリデンフルオライド（ＰＶＤＦ）、ポリビニルフルオライド（ＰＶＦ）などが好ましく用いられる。
【００２４】なお、スペーサ部材１０の材料・材質としては、上記したほどの利点を望まなくてもよいのであれば、低摩擦抵抗のフッ素樹脂以外の適宜の低摩擦抵抗性の樹脂で形成してもよい（請求項１参照）。
（第２の実施形態）図４に第２の実施形態を示す（請求項３および請求項４参照）。第２の実施形態は、第１の実施形態と比較して、第１の実施形態において装置本体側に固設されたスペーサ支持部材１１に代えて、移動可能なスペーサ支持部材１１Ａを有すること、および帯電ローラ１の両端部および感光体２の両端部と当接するスペーサ部材１０の当接部分の位置を変える可変手段としての、スペーサ部材１０を帯電ローラ１の回転方向に沿って移動する移動機構を有することが主に相違する。
【００２５】図４に示すように、帯電ローラ１と感光体２との各両端部の間に、厚みが１０〜５０μｍで一定の厚みのスペーサ部材１０の他端部を挟み込んで、スペーサ支持部材１１Ａによりスペーサ部材１０が帯電ローラ２の回転により動かないように固定されている。
【００２６】スペーサ支持部材１１Ａの一端部側には、スペーサ支持部材１１Ａを帯電ローラ２の回転方向に沿って水平に移動するようにラック１２とこれに噛み合うピニオン１３とで構成された移動機構が配設されている。ピニオン１３は、図示しない軸受を介して装置本体側の定位置に図４中矢印で示す時計回り方向に回転自在に支持されている。上記移動機構により、スペーサ支持部材１１Ａと共にスペーサ部材１０が帯電ローラ２の回転方向に沿って水平に一定の量で送り出される。
【００２７】例えば、ピニオン１３を、装置本体側に固設された電動モータ１３Ａの出力軸に連結し、この電動モータ１３Ａが図示しない制御装置からの指令により、スペーサ部材１０の厚みが摩耗して減少したときに回転駆動されるように構成してもよい。そして、スペーサ部材１０の厚みが摩耗して減少したことを間接的に、あるいは直接的に検出する検出手段を適宜配設し、その検出手段からの出力信号に基づいて、上記制御装置がスペーサ部材１０の送り出し移動量を調整するように電動モータ１３Ａを制御してもよい。なお、第２の実施形態の移動機構は、上記した電動による利点を望まなくてもよいのであれば、例えばピニオン１３に取り付けたハンドルを手動で回転調整するようなことも考えられる。
【００２８】帯電ローラ１は、スペーサ部材１０の他端部を挟み込み、感光体２に圧接する向きに図示しない加圧機構により一定の圧力で加圧されている（例えば後述する図８の加圧機構２９参照）。帯電ローラ１は、図示しない軸受によりその芯軸１ｃの両端で支持されており、図示しない駆動機構（例えば後述する図６参照）により、図４中矢印で示す反時計回り方向に回転可能となっている。感光体２は、図示しない軸受によりその軸の両端で支持されており、図示しない駆動機構（例えば後述する図６参照）によって、図４中矢印で示す時計回り方向に回転する。
【００２９】第２の実施形態によれば、上記移動機構を有することにより、スペーサ部材１０の厚みが摩耗により減少しても新しいスペーサ部材１０を送り出すことによって、スペーサ部材１０の厚みの減少が元にもどるため帯電ローラ１と感光体２との間隙Ｇの減少をなくすことができる。
（第３の実施形態）図５に第３の実施形態を示す（請求項３および請求項５参照）。第３の実施形態は、第１の実施形態と比較して、装置本体側に固定されたスペーサ部材１０に代えて、可撓性を有するベルト状の形状をなすベルト状スペーサ部材１０Ａ（以下、単に「スペーサ部材１０Ａ」という）を有すること、および帯電ローラ１の両端部および感光体２の両端部と当接するスペーサ部材１０Ａの当接部分の位置を変える可変手段としての、スペーサ部材１０Ａを巻き取る巻取機構を有することが主に相違する。
【００３０】図５に示すように、帯電ローラ１と感光体２との各両端部の間に、厚みが１０〜５０μｍで一定の厚みのスペーサ部材１０Ａを挟み込んで、帯電ローラ１の回転方向に水平に移動するようスペーサ部材１０Ａを送り出す送り出し機構１４と、送り出されたスペーサ部材１０Ａを巻き取る巻き取り機構１５とが配設されている。スペーサ部材１０Ａは、所定の可撓性を有する上記したフッ素樹脂材料で形成されていて、送り出し機構１４によりスペーサ部材１０Ａが送り出され、巻き取り機構１５により使用済みのスペーサ部材１０Ａがロール状に巻き取られるようになっている。上記巻取機構は、送り出し機構１４および巻き取り機構１５から構成される。
【００３１】送り出し機構１４は、装置本体側に対して着脱自在であり、かつ、スペーサ部材１０Ａの一端を係止し、スペーサ部材１０Ａをロール状に巻き付けていて、図５中矢印で示す時計回り方向に回転自在な送り出し軸１４Ａと、この送り出し軸１４Ａを回転自在に支持する、装置本体側に設けられた図示しない支持部材とを有する。巻き取り機構１５は、装置本体側に対して着脱自在であり、かつ、スペーサ部材１０Ａの他端を係止し、図５中矢印で示す時計回り方向に回転自在な巻き取り軸１５Ａと、この巻き取り軸１５Ａを回転自在に支持する、装置本体側に設けられた図示しない支持部材と、巻き取り軸１５Ａを時計回り方向に回転駆動する電動モータ１５Ｂとを有する。
【００３２】このように、送り出し軸１４Ａおよび巻き取り軸１５Ａを、スペーサ部材１０Ａを介して連結された一種のスペーサ部材収納カセットとして構成し、このスペーサ部材収納カセットを装置本体側に対して着脱するようにしてもよい。
【００３３】電動モータ１５Ｂは図示しない制御装置からの指令により、スペーサ部材１０Ａの厚みが摩耗して減少したときに回転駆動されるように構成されている。スペーサ部材１０Ａの厚みが摩耗して減少したことを間接的に、あるいは直接的に検出する検出手段を適宜配設し、その検出手段からの出力信号に基づいて、上記制御装置がスペーサ部材１０Ａの送り出し量を調整するように電動モータ１５Ｂを制御するようにすればよい。なお、第３の実施形態の移動機構は、上記した電動による利点を望まなくてもよいのであれば、例えば巻き取り軸１５Ａに取り付けたハンドルを手動で回転調整するようなことも考えられる。
【００３４】帯電ローラ１は、スペーサ部材１０Ａを挟み込み、感光体２に圧接する向きに図示しない加圧機構により一定の圧力で加圧されている（例えば後述する図８R>８の加圧機構２９参照）。帯電ローラ１は、図示しない軸受によりその芯軸１ｃの両端で支持されており、図示しない駆動機構（例えば後述する図６参照）により、図５R>５中矢印で示す反時計回り方向に回転可能となっている。感光体２は、図示しない軸受によりその軸の両端で支持されており、図示しない駆動機構（例えば後述する図６参照）によって、図５中矢印で示す時計回り方向に回転する。
【００３５】第３の実施形態によれば、スペーサ部材１０Ａの厚みが摩耗により減少しても新しいスペーサ部材１０Ａを送り出すことによって、スペーサ部材１０Ａの厚みの減少が元にもどるため帯電ローラ１と感光体２との間隙Ｇの減少をなくすことができる。加えて、スペーサ部材１０Ａの送り出す量が増えるため、間隙Ｇを一定に維持する時間が増えるという利点もある。
（第４の実施形態）図６および図７に第４の実施形態を示す（請求項３および請求項６参照）。第４の実施形態は、第１の実施形態と比較して、装置本体側に固定されたスペーサ部材１０に代えて、円盤状の形状をなす回転可能な円盤状スペーサ部材１６（以下、単に「スペーサ部材１６」という）を有すること、および帯電ローラ１の両端部および感光体２の両端部と当接するスペーサ部材１６の当接部分の位置を変える可変手段としての、スペーサ部材１６を回転させる回転機構３１を有することが主に相違する。
【００３６】帯電ローラ１と感光体２の両端部の間に、厚みが１０〜５０μｍで一定の厚みの円盤状のスペーサ部材１６が挟み込まれている。スペーサ部材１６は、上記したフッ素樹脂材料で円い板状に形成されている。
【００３７】回転機構３１は、図６および図７に示すように、スペーサ部材１６を貫通してその回転中心に取り付けられた回転軸２０と、この回転軸２０の一端上部に設けられた軸受１９と、回転軸２０の他端下部に設けられた従動ギヤ１７Ｂと、この従動ギヤ１７Ｂと噛み合うアイドルギヤ１７Ａと、このアイドルギヤ１７Ａと常時噛み合う駆動ギヤ１７と、この駆動ギヤ１７を出力軸に有する、装置本体側に固設された円盤状スペーサ部材駆動モータ１８とから主に構成されている。アイドルギヤ１７Ａは、図示しない軸受を介して装置本体側に回転自在に支持・配設されている。
【００３８】各スペーサ部材１６は、回転軸２０を介して軸受１９により回転自在に支持されていることにより、各スペーサ部材１６の上面および下面が帯電ローラ１および感光体２の各外周母線と垂直になるように帯電ローラ１の両端部に対称に配設されている。帯電ローラ１の両側端部には、円盤状のスペーサ部材１６が配置されている。これに伴い、回転機構３１も、帯電ローラ１の両側に対称に配設されている。図６に示す左右の円盤状スペーサ部材駆動モータ１８は、図７に示すように、スペーサ部材１６を回転駆動する方向のみが相違する。
【００３９】帯電ローラ１の駆動機構は、図６に示すように、帯電ローラ１の両端部の芯軸１ｃを回転自在に支持する左右一対の軸受２３，２３と、帯電ローラ１の芯軸１ｃの図６において右側端部に固設された従動ギヤ２２Ａと、この従動ギヤ２２Ａと噛み合う駆動ギヤ２２と、この駆動ギヤ２２を出力軸に有する帯電ローラ駆動モータ２１とから主に構成されている。上記したとおり、帯電ローラ１は、上記駆動機構の帯電ローラ駆動モータ２１により回転駆動される。
【００４０】一方、感光体２の駆動機構は、図６に示すように、感光体２の両端部の軸を回転自在に支持する左右一対の軸受２４，２４と、感光体２の軸の図６において右側端部に固設された従動プーリ２５Ａと、従動プーリ２５の近傍の装置本体側に設けられた駆動プーリ２５と、従動プーリ２５Ａと駆動プーリ２５との間に掛け渡されたベルト２５Ｂと、駆動プーリ２５を出力軸に有する、装置本体側に固設された感光体駆動モータ２６とから主に構成されている。上記したとおり、感光体２は、上記駆動機構の感光体駆動モータ２６により回転駆動される。
【００４１】第４の実施形態によれば、一定の厚みの円盤状のスペーサ部材１６を有することにより、スペーサ部材１６の厚みが摩耗により減少しても、上記回転機構の円盤状スペーサ部材駆動モータ１８を駆動してスペーサ部材１６を回転させ新しいスペーサ部材１６の当接部分を出すことにより、スペーサ部材１６の厚みの減少が元にもどるため、帯電ローラ１と感光体２との間隙Ｇの減少をなくすことができるという利点がある。
（第５の実施形態）図８に第５の実施形態を示す（請求項３および請求項７参照）。第５の実施形態は、第１の実施形態と比較して、装置本体側に固定されたスペーサ部材１０に代えて、帯電ローラ１の回転方向に沿って厚みが変化するくさび状の形状をなすくさび状スペーサ部材２７（以下、単に「スペーサ部材２７」という）を有すること、および帯電ローラ１の両端部および感光体２の両端部と当接するスペーサ部材２７の当接部分の位置を変える可変手段としての、スペーサ部材２７を帯電ローラ１の回転方向に沿って往復移動させる往復移動機構３２を有することが主に相違する。
【００４２】図８に示すように、帯電ローラ１と感光体２の各両端部の間に、厚みがt１＝１０μｍからｔ２＝５０μｍに変化するくさび状のスペーサ部材２７を挟み込んで、スペーサ支持部材１１Ａによりスペーサ部材２７が帯電ローラ１の回転により動かないように固定してある。
【００４３】往復移動機構３２は、スペーサ支持部材１１Ａの図８における左端に固定されたラック１２と、このラック１２と噛み合うピニオン１３と、ラック１２の非ラック形成部の上面および下面に当接し、スペーサ支持部材１１Ａを帯電ローラ１の回転方向に沿って水平に往復移動すべく案内する案内部材としての上下一対のコロ２８，２８と、その出力軸にピニオン１３が固設され装置本体側に固設された正逆転可能な電動モータ１３Ｂとから主に構成されている。スペーサ部材２７、スペーサ支持部材１１Ａおよび往復移動機構３２は、図８における紙面の手前側および奥側の、帯電ローラ１と感光体２の各両端部の間に同様に配設されている。
【００４４】ピニオン１３は、図示しない軸受を介して装置本体側の定位置に、図８中両矢印で示す時計回りおよび反時計回り方向に回動自在に支持されている。往復移動機構３２により、スペーサ支持部材１１Ａと共にスペーサ部材２７が帯電ローラ２の回転方向に沿って水平に一定の量で送り出したり、引き戻したりすることができる。
【００４５】例えば、電動モータ１３Ｂが図示しない制御装置からの指令により、スペーサ部材２７の厚みが摩耗して減少したときに回転駆動されるように構成してもよい。スペーサ部材２７の厚みが摩耗して減少したことを間接的に、あるいは直接的に検出する検出手段を適宜配設し、その検出手段からの出力信号に基づいて、上記制御装置がスペーサ部材２７の送り出し方向および移動量を調整するように電動モータ１３Ｂを制御するようにしてもよい。
【００４６】帯電ローラ１は、スペーサ部材２７を挟み込み、帯電ローラ１を感光体２に圧接する向きに付勢する加圧バネ２９Ａ（圧縮バネ）等を備えた加圧機構２９により一定の圧力で加圧されている。また、帯電ローラ１は、両端部の芯軸１ｃが軸受３０（奥側図示せず）により回転自在に支持されており、図示しない駆動機構により図８中矢印で示す反時計回り方向に回転する。感光体２は、図示しない軸受によりその軸の両端で支持されており、図示しない駆動機構（例えば図６参照）によって、図８中矢印で示す時計回り方向に回転する。
【００４７】なお、第５の実施形態の往復移動機構は、上記した電動による利点を望まなくてもよいのであれば往復移動機構３２に限らず、例えばピニオン１３に図示しないハンドルを取り付け、そのハンドルを手動で回動調整するようなことも考えられる。往復移動機構３２は、上述した例に限らず、部品点数を減らすために、往復移動機構３２を図８における紙面の手前側および奥側の中央部に１箇所のみ配設することもできる。
【００４８】したがって、第５の実施形態によれば、往復移動機構３２により、帯電ローラ１の回転方向に沿って厚みが変化するスペーサ部材２７が帯電ローラ１の回転方向に沿って往復移動されることにより、スペーサ部材２７を任意の厚みの位置に移動させ固定することで、帯電ローラ１と感光体２との間の間隙Ｇを容易に調整できるという利点がある。
【００４９】以上述べたとおり、本発明を実施例を含む特定の実施形態等について説明したが、本発明の構成は、上述した各実施形態および各変形例等に限定されるものではなく、これらを適宜組み合わせて構成してもよく、本発明の範囲内において、その必要性および用途等に応じて種々の実施形態や実施例を構成し得ることは当業者ならば明らかである。
【００５０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、従来装置の有する上述した課題を解決すると共に上記目的を達成することができて、新規な帯電装置を提供することができる。請求項毎の効果を挙げれば以下のとおりである。請求項１記載の発明によれば、帯電ローラの両端部と被帯電体の両端部との間に、非接触状態を保持することが可能な厚みを有する低摩擦抵抗のスペーサ部材を挟み込んでいるため、帯電ローラと感光体との間に一定の間隙を保つことができ、これにより帯電ローラの一回転周期による間隙の変動がなくなって帯電ムラをなくすことができる。また、加工精度による間隙変動を極力なくすことができる。
【００５１】請求項２記載の発明によれば、スペーサ部材をフッ素樹脂材料で形成することにより、請求項１記載の発明の効果に加えて、帯電ローラや感光体との摩擦が小さくなり、摩擦による回転抵抗や摩耗を減らすことができる。
【００５２】請求項３記載の発明によれば、帯電ローラの両端部および被帯電体の両端部と当接するスペーサ部材の当接部分の位置を変える可変手段を有することにより、請求項１または２記載の発明の効果に加えて、スペーサ部材の当接部分の厚みが摩耗により減少してもスペーサ部材の新しい当接部分に位置を変えることができるので、帯電ローラと感光体との間の間隙の減少をなくすことが可能となる。
【００５３】請求項４記載の発明によれば、移動機構により、一定の厚みを有するスペーサ部材が帯電ローラの回転方向に沿って移動することにより、請求項３記載の発明の効果に加えて、スペーサの厚みの減少が元にもどるため、帯電ローラと感光体との間の間隙の減少をなくすことができる。
【００５４】請求項５記載の発明によれば、巻取機構により、可撓性を有するベルト状スペーサ部材が巻き取られることにより、請求項３記載の発明の効果に加えて、スペーサ部材の送り出す量が増えるため、帯電ローラと感光体との間の間隙を一定に維持する時間が増える。
【００５５】請求項６記載の発明によれば、回転機構により、円盤状の形状をなす回転可能な円盤状スペーサ部材が回転されることにより、請求項３記載の発明の効果に加えて、スペーサ部材の厚みが摩耗により減少しても円盤状スペーサ部材を回転させ新しいスペーサ部材の当接部分を出すことによってスペーサの厚みの減少が元にもどるため、帯電ローラと感光体との間の間隙の減少をなくすことができる。
【００５６】請求項７記載の発明によれば、往復移動機構により、帯電ローラの回転方向に沿って厚みが変化するくさび状スペーサ部材が帯電ローラの回転方向に沿って往復移動されることにより、請求項３記載の発明の効果に加えて、くさび状スペーサ部材を任意の厚みの位置に移動させ固定することで帯電ローラと感光体との間の間隙を容易に調整できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の各実施形態に共通する帯電装置周りの正面図である。
【図２】第１の実施形態を示す帯電装置の簡略的な一部断面正面図である。
【図３】図２の側面図である。
【図４】第２の実施形態を示す帯電装置の簡略的な一部断面正面図である。
【図５】第３の実施形態を示す帯電装置の簡略的な一部断面正面図である。
【図６】第４の実施形態を示す帯電装置の簡略的な一部断面側面図である。
【図７】図６の要部の平面図である。
【図８】第５の実施形態を示す帯電装置の簡略的な一部断面正面図である。
【符号の説明】
１ 帯電ローラ
２ 被帯電体としての感光体
１０，１０Ａ，１６，２７ スペーサ部材
１２ 移動機構または往復移動機構を構成するラック
１３ 移動機構または往復移動機構を構成するピニオン
１４ 巻取機構を構成する送り出し機構
１５ 巻取機構を構成する巻き取り機構
２９ 加圧機構
３１ 回転機構
３２ 往復移動機構
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、帯電装置に関し、さらに詳しくはプリンタ、ファクシミリ、複写機等の画像形成装置に用いるのに適する非接触ローラ帯電装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のこの種の帯電装置は接触式のものである。例えば特開平６−３４８１１０号公報に開示の帯電ローラおよび帯電装置では、芯金上に感圧導電ゴムを含有した弾性体層および表層を積層し、加圧力を調節することにより、長期に亘って被帯電部材（感光体）を所望の帯電電圧に一様に帯電制御することができるというものである。
【０００３】上述のような接触帯電方式では、帯電電位の均一安定化のための配慮がそれぞれになされているが、被帯電部材である感光体表面に残留する異物（クリーニングで除去できなかった残トナー成分や、紙粉、タルク等の紙構成物質等）が帯電ローラに固着することは避けられず、経時的に帯電ムラが発生してしまって寿命が短く、この寿命の短さから高速、高信頼性の必要とされるクラスの電子写真複写機等までの商品化は実現していなかった。これを解決するために、非接触の帯電ローラを用いた非接触ローラ帯電装置が検討されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、非接触ローラ帯電装置を用いて、印加電圧を８００Ｖ前後にしてムラのない安定した感光体帯電を行うには、上記帯電ローラと上記被帯電部材との間隙（エアーギャップ）を１０μｍ〜５０μｍに保たねばならない。これを可能とする技術としては、例えば実開平５−１５０５７号公報記載の技術がある。この技術では、リング状弾性スペーサ部材を被帯電体の両側端円周部（両端円周部）に装着して帯電ローラと被帯電体との間隙を維持する様にしている。しかし、この方法では、リング状弾性スペーサ部材の円周の厚みの変動を３０μｍ以下にしなければ被帯電体の１回転の回転周期で間隙の変動による帯電ムラが生じてしまう。
【０００５】また、特開平９−３１１５２６号公報記載の技術では、帯電ローラと被帯電体との間隙を維持する方法として、帯電ローラの軸端にスペーサコロを配置して、上記スペーサコロを被帯電体に突き当てるように設け、スペーサコロと帯電ローラの径の差の半分に間隙を設定しているが、この方法では帯電ローラの円筒度と両端のスペーサコロの円筒度、帯電ローラの軸の振れなどを精度良く加工しなければ帯電ローラ１回転の間隙の変動を３０μｍ以下にすることは難しく、帯電ローラの間隙の変動による帯電ムラを生じてしまう。
【０００６】そこで、本発明は、非接触ローラ帯電装置において、帯電ローラと被帯電体との微小な間隙を一定に維持することができるようにして、帯電ローラの間隙の変動による帯電ムラをなくすことを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上述した課題を解決すると共に上記目的を達成するために、各請求項記載の発明では以下の特徴ある手段を採用している。請求項１記載の発明は、回転する帯電ローラを被帯電体と常に非接触状態に保って該被帯電体を帯電させる帯電装置において、上記帯電ローラの両端部と上記被帯電体の両端部との間に、上記非接触状態を保持することが可能な厚みを有する低摩擦抵抗のスペーサ部材を挟み込むことを特徴とする。
【０００８】請求項２記載の発明は、請求項１記載の帯電装置において、上記スペーサ部材が、フッ素樹脂材料で形成されていることを特徴とする。
【０００９】請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の帯電装置において、上記帯電ローラの両端部および上記被帯電体の両端部と当接する上記スペーサ部材の当接部分の位置を変える可変手段を有することを特徴とする。
【００１０】請求項４記載の発明は、請求項３記載の帯電装置において、上記スペーサ部材が、一定の厚みを有し、上記可変手段は、上記スペーサ部材を上記帯電ローラの回転方向に沿って移動する移動機構であることを特徴とする。
【００１１】請求項５記載の発明は、請求項３記載の帯電装置において、上記スペーサ部材が、可撓性を有するベルト状の形状をなすベルト状スペーサ部材であり、上記可変手段は、上記ベルト状スペーサ部材を巻き取る巻取機構であることを特徴とする。
【００１２】請求項６記載の発明は、請求項３記載の帯電装置において、上記スペーサ部材が、円盤状の形状をなす回転可能な円盤状スペーサ部材であり、上記可変手段は、上記円盤状スペーサ部材を回転させる回転機構であることを特徴とする。
【００１３】請求項７記載の発明は、請求項３記載の帯電装置において、上記スペーサ部材が、上記帯電ローラの回転方向に沿って上記厚みが変化するくさび状の形状をなすくさび状スペーサ部材であり、上記可変手段は、上記くさび状スペーサ部材を上記回転方向に沿って往復移動させる往復移動機構であることを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、図を参照して実施例を含む本発明の実施の形態（以下、単に「実施形態」という）を説明する。各実施形態等に亘り、同一の機能および形状等を有する部材や構成部品等については、同一符号を付すことによりその説明を省略する。図において一対で構成されていて特別に区別して説明する必要がない部材や構成部品は、説明の簡明化を図る上から、その片方を適宜記載することでその説明に代えるものとする。また、図および説明の簡明化を図るため、図に表されるべき部材や構成部品であっても、その図において特別に説明する必要がない部材や構成部品は適宜断わりなく省略することがある。
【００１５】まず、図１を参照して、後述する実施形態に共通する技術事項を説明する。これらの共通する技術事項は、後述する実施形態での説明を省略する。図１において、符号１は帯電ローラを、符号２は被帯電体の一例としての感光体を、符号３は帯電ローラ用電源（以下、単に「電源３」という）を、符号４は静電潜像を形成する露光を、符号５は現像装置を、符号６は転写部を、符号７は除電分離部を、符号８は転写材としての転写紙を、それぞれ示す。後述する各実施形態を示す図２ないし図８では、帯電ローラ１および感光体２等は、図の簡明化を図るためそれらを簡略的に示す。
【００１６】帯電ローラ１は、図示しない軸受によりその芯軸１ｃの両端で支持されており、図示しない駆動機構（例えば後述する図６参照）により、図１中矢印で示す反時計回りに回転可能となっている。帯電ローラ１は、後述する各実施形態のスペーサ部材によって、感光体２の外周表面と常に非接触状態に保たれて感光体２の外周表面を帯電させるものである。帯電ローラ１は、上記スペーサ部材を挟み込み、感光体２に圧接する向きに図示しない加圧機構により一定の圧力で加圧されている（例えば後述する図８の加圧機構２９参照）。
【００１７】帯電ローラ１は、最外周の中〜高抵抗層部１ａ（以下、単に「高抵抗層部１ａ」という）と、その内周の低抵抗層部１ｂと、最内周の芯軸１ｃとからなる。高抵抗層部１ａは、その抵抗値ρ１（Ω・ｃｍ）をρ１＞１０5とするのが好適であり、また層厚のもっとも薄い部分の厚みを０〜１０μｍとするとよい。低抵抗層部１ｂは、その抵抗値ρ２（Ω・ｃｍ）をρ２＜ρ１とする。なお、電源３からの電圧印加は、芯軸１ｃに対して行うため、芯軸１ｃには導電性の金属を用いる。
【００１８】そして、感光体２に帯電させる場合は、帯電ローラ１の外周表面をなす高抵抗層部１ａの表面と感光体２の外周表面との空隙もしくは間隙（エアーギャップ）の電圧が、空気の破壊電圧を超える程度になるように電源３により電圧印加を行う。ムラのない安定した感光体帯電を行うには、帯電ローラ１の外周表面（以下、単に「帯電ローラ１」というときがある）と感光体２の外周表面（以下、単に「感光体２」というときがある）との間隙Ｇを、６〜４８μｍにして印加電圧を８００Ｖ前後にしたほうがよい。
【００１９】感光体２は、図示しない軸受によりその軸の両端で支持されており、図示しない駆動機構（例えば後述する図６参照）により、図１中矢印で示す時計回り方向に回転する。
【００２０】図１に示す帯電装置は、帯電ローラ１の両端部（図１の紙面の手前側および奥側）と感光体２の両端部（図１の紙面の手前側および奥側）との間に、非接触状態を保持することが可能な厚み、すなわち所定範囲の間隙Ｇを保持することが可能な厚みを有する低摩擦抵抗のスペーサ部材を挟み込む態様で帯電を行うことを特徴とするものである。したがって、図１に示す帯電装置によれば、後述する第１ないし第５に共通する利点、すなわち帯電ローラ１と感光体２との微小な間隙Ｇを一定に維持することができて、帯電ローラ１の間隙の変動による帯電ムラをなくすことができるという利点がある。
（第１の実施形態）図２および図３に第１の実施形態を示す（請求項１および請求項２参照）。図２および図３に示すように、帯電ローラ１の両端部および感光体２の両端部との間に、その厚みが１０〜５０μｍのスペーサ部材１０を挟み込んで、装置本体側に固設されたスペーサ支持部材１１により、スペーサ部材１０が帯電ローラ１の回転によって動かないように固定されている。スペーサ部材１０は、薄い板状の部材である。スペーサ部材１０の一端部は図２において左方のスペーサ支持部材１１に固定され、その他端部は帯電ローラ１の一端部と感光体２の一端部との間におよび帯電ローラ１の他端部と感光体２の他端部との間に、すなわち帯電ローラ１の両端部と感光体２の両端部との間に、挟み込まれる態様で設けられている。
【００２１】帯電ローラ１は、図示しない軸受によりその芯軸１ｃの両端で支持されており、図示しない駆動機構（例えば後述する図６参照）により、図１中矢印で示す反時計回り方向に回転可能となっている。帯電ローラ１は、スペーサ部材１０を挟み込み、感光体２に圧接する向きに図示しない加圧機構により一定の圧力で加圧されている（例えば後述する図８の加圧機構２９参照）。感光体２は、図示しない軸受によりその軸の両端で支持されており、図示しない駆動機構（例えば後述する図６参照）によって、図１中矢印で示す時計回り方向に回転する。
【００２２】第１の実施形態では、上述したように、帯電ローラ１と感光体２との各両端部に、所定範囲の間隙Ｇを保持することが可能な厚みを有する低摩擦抵抗のスペーサ部材１０を挟み込むことにより、帯電ローラ１と感光体２の間に１０〜５０μｍの間隙Ｇを形成している。したがって、実施形態１によれば、一定の間隙Ｇを保て帯電ローラ１の一回転周期による間隙Ｇの変動がない。また、加工精度による間隙変動を極力なくすことができるという利点がある。
【００２３】ここで、スペーサ部材１０の材料・材質は、帯電ローラ１の両端部および感光体２の両端部との間に挟み込まれ、帯電ローラ１の両端部および感光体２の両端部と当接する際の摩擦抵抗を極力減少させてその回転抵抗や摩耗を減らす上から、低摩擦抵抗のフッ素樹脂で形成することが好ましい。これは、後述する第２ないし第５の実施形態の各スペーサ部材でも同様である。フッ素樹脂材料としては、例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレンパーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）、テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、ポリビニリデンフルオライド（ＰＶＤＦ）、ポリビニルフルオライド（ＰＶＦ）などが好ましく用いられる。
【００２４】なお、スペーサ部材１０の材料・材質としては、上記したほどの利点を望まなくてもよいのであれば、低摩擦抵抗のフッ素樹脂以外の適宜の低摩擦抵抗性の樹脂で形成してもよい（請求項１参照）。
（第２の実施形態）図４に第２の実施形態を示す（請求項３および請求項４参照）。第２の実施形態は、第１の実施形態と比較して、第１の実施形態において装置本体側に固設されたスペーサ支持部材１１に代えて、移動可能なスペーサ支持部材１１Ａを有すること、および帯電ローラ１の両端部および感光体２の両端部と当接するスペーサ部材１０の当接部分の位置を変える可変手段としての、スペーサ部材１０を帯電ローラ１の回転方向に沿って移動する移動機構を有することが主に相違する。
【００２５】図４に示すように、帯電ローラ１と感光体２との各両端部の間に、厚みが１０〜５０μｍで一定の厚みのスペーサ部材１０の他端部を挟み込んで、スペーサ支持部材１１Ａによりスペーサ部材１０が帯電ローラ２の回転により動かないように固定されている。
【００２６】スペーサ支持部材１１Ａの一端部側には、スペーサ支持部材１１Ａを帯電ローラ２の回転方向に沿って水平に移動するようにラック１２とこれに噛み合うピニオン１３とで構成された移動機構が配設されている。ピニオン１３は、図示しない軸受を介して装置本体側の定位置に図４中矢印で示す時計回り方向に回転自在に支持されている。上記移動機構により、スペーサ支持部材１１Ａと共にスペーサ部材１０が帯電ローラ２の回転方向に沿って水平に一定の量で送り出される。
【００２７】例えば、ピニオン１３を、装置本体側に固設された電動モータ１３Ａの出力軸に連結し、この電動モータ１３Ａが図示しない制御装置からの指令により、スペーサ部材１０の厚みが摩耗して減少したときに回転駆動されるように構成してもよい。そして、スペーサ部材１０の厚みが摩耗して減少したことを間接的に、あるいは直接的に検出する検出手段を適宜配設し、その検出手段からの出力信号に基づいて、上記制御装置がスペーサ部材１０の送り出し移動量を調整するように電動モータ１３Ａを制御してもよい。なお、第２の実施形態の移動機構は、上記した電動による利点を望まなくてもよいのであれば、例えばピニオン１３に取り付けたハンドルを手動で回転調整するようなことも考えられる。
【００２８】帯電ローラ１は、スペーサ部材１０の他端部を挟み込み、感光体２に圧接する向きに図示しない加圧機構により一定の圧力で加圧されている（例えば後述する図８の加圧機構２９参照）。帯電ローラ１は、図示しない軸受によりその芯軸１ｃの両端で支持されており、図示しない駆動機構（例えば後述する図６参照）により、図４中矢印で示す反時計回り方向に回転可能となっている。感光体２は、図示しない軸受によりその軸の両端で支持されており、図示しない駆動機構（例えば後述する図６参照）によって、図４中矢印で示す時計回り方向に回転する。
【００２９】第２の実施形態によれば、上記移動機構を有することにより、スペーサ部材１０の厚みが摩耗により減少しても新しいスペーサ部材１０を送り出すことによって、スペーサ部材１０の厚みの減少が元にもどるため帯電ローラ１と感光体２との間隙Ｇの減少をなくすことができる。
（第３の実施形態）図５に第３の実施形態を示す（請求項３および請求項５参照）。第３の実施形態は、第１の実施形態と比較して、装置本体側に固定されたスペーサ部材１０に代えて、可撓性を有するベルト状の形状をなすベルト状スペーサ部材１０Ａ（以下、単に「スペーサ部材１０Ａ」という）を有すること、および帯電ローラ１の両端部および感光体２の両端部と当接するスペーサ部材１０Ａの当接部分の位置を変える可変手段としての、スペーサ部材１０Ａを巻き取る巻取機構を有することが主に相違する。
【００３０】図５に示すように、帯電ローラ１と感光体２との各両端部の間に、厚みが１０〜５０μｍで一定の厚みのスペーサ部材１０Ａを挟み込んで、帯電ローラ１の回転方向に水平に移動するようスペーサ部材１０Ａを送り出す送り出し機構１４と、送り出されたスペーサ部材１０Ａを巻き取る巻き取り機構１５とが配設されている。スペーサ部材１０Ａは、所定の可撓性を有する上記したフッ素樹脂材料で形成されていて、送り出し機構１４によりスペーサ部材１０Ａが送り出され、巻き取り機構１５により使用済みのスペーサ部材１０Ａがロール状に巻き取られるようになっている。上記巻取機構は、送り出し機構１４および巻き取り機構１５から構成される。
【００３１】送り出し機構１４は、装置本体側に対して着脱自在であり、かつ、スペーサ部材１０Ａの一端を係止し、スペーサ部材１０Ａをロール状に巻き付けていて、図５中矢印で示す時計回り方向に回転自在な送り出し軸１４Ａと、この送り出し軸１４Ａを回転自在に支持する、装置本体側に設けられた図示しない支持部材とを有する。巻き取り機構１５は、装置本体側に対して着脱自在であり、かつ、スペーサ部材１０Ａの他端を係止し、図５中矢印で示す時計回り方向に回転自在な巻き取り軸１５Ａと、この巻き取り軸１５Ａを回転自在に支持する、装置本体側に設けられた図示しない支持部材と、巻き取り軸１５Ａを時計回り方向に回転駆動する電動モータ１５Ｂとを有する。
【００３２】このように、送り出し軸１４Ａおよび巻き取り軸１５Ａを、スペーサ部材１０Ａを介して連結された一種のスペーサ部材収納カセットとして構成し、このスペーサ部材収納カセットを装置本体側に対して着脱するようにしてもよい。
【００３３】電動モータ１５Ｂは図示しない制御装置からの指令により、スペーサ部材１０Ａの厚みが摩耗して減少したときに回転駆動されるように構成されている。スペーサ部材１０Ａの厚みが摩耗して減少したことを間接的に、あるいは直接的に検出する検出手段を適宜配設し、その検出手段からの出力信号に基づいて、上記制御装置がスペーサ部材１０Ａの送り出し量を調整するように電動モータ１５Ｂを制御するようにすればよい。なお、第３の実施形態の移動機構は、上記した電動による利点を望まなくてもよいのであれば、例えば巻き取り軸１５Ａに取り付けたハンドルを手動で回転調整するようなことも考えられる。
【００３４】帯電ローラ１は、スペーサ部材１０Ａを挟み込み、感光体２に圧接する向きに図示しない加圧機構により一定の圧力で加圧されている（例えば後述する図８R>８の加圧機構２９参照）。帯電ローラ１は、図示しない軸受によりその芯軸１ｃの両端で支持されており、図示しない駆動機構（例えば後述する図６参照）により、図５R>５中矢印で示す反時計回り方向に回転可能となっている。感光体２は、図示しない軸受によりその軸の両端で支持されており、図示しない駆動機構（例えば後述する図６参照）によって、図５中矢印で示す時計回り方向に回転する。
【００３５】第３の実施形態によれば、スペーサ部材１０Ａの厚みが摩耗により減少しても新しいスペーサ部材１０Ａを送り出すことによって、スペーサ部材１０Ａの厚みの減少が元にもどるため帯電ローラ１と感光体２との間隙Ｇの減少をなくすことができる。加えて、スペーサ部材１０Ａの送り出す量が増えるため、間隙Ｇを一定に維持する時間が増えるという利点もある。
（第４の実施形態）図６および図７に第４の実施形態を示す（請求項３および請求項６参照）。第４の実施形態は、第１の実施形態と比較して、装置本体側に固定されたスペーサ部材１０に代えて、円盤状の形状をなす回転可能な円盤状スペーサ部材１６（以下、単に「スペーサ部材１６」という）を有すること、および帯電ローラ１の両端部および感光体２の両端部と当接するスペーサ部材１６の当接部分の位置を変える可変手段としての、スペーサ部材１６を回転させる回転機構３１を有することが主に相違する。
【００３６】帯電ローラ１と感光体２の両端部の間に、厚みが１０〜５０μｍで一定の厚みの円盤状のスペーサ部材１６が挟み込まれている。スペーサ部材１６は、上記したフッ素樹脂材料で円い板状に形成されている。
【００３７】回転機構３１は、図６および図７に示すように、スペーサ部材１６を貫通してその回転中心に取り付けられた回転軸２０と、この回転軸２０の一端上部に設けられた軸受１９と、回転軸２０の他端下部に設けられた従動ギヤ１７Ｂと、この従動ギヤ１７Ｂと噛み合うアイドルギヤ１７Ａと、このアイドルギヤ１７Ａと常時噛み合う駆動ギヤ１７と、この駆動ギヤ１７を出力軸に有する、装置本体側に固設された円盤状スペーサ部材駆動モータ１８とから主に構成されている。アイドルギヤ１７Ａは、図示しない軸受を介して装置本体側に回転自在に支持・配設されている。
【００３８】各スペーサ部材１６は、回転軸２０を介して軸受１９により回転自在に支持されていることにより、各スペーサ部材１６の上面および下面が帯電ローラ１および感光体２の各外周母線と垂直になるように帯電ローラ１の両端部に対称に配設されている。帯電ローラ１の両側端部には、円盤状のスペーサ部材１６が配置されている。これに伴い、回転機構３１も、帯電ローラ１の両側に対称に配設されている。図６に示す左右の円盤状スペーサ部材駆動モータ１８は、図７に示すように、スペーサ部材１６を回転駆動する方向のみが相違する。
【００３９】帯電ローラ１の駆動機構は、図６に示すように、帯電ローラ１の両端部の芯軸１ｃを回転自在に支持する左右一対の軸受２３，２３と、帯電ローラ１の芯軸１ｃの図６において右側端部に固設された従動ギヤ２２Ａと、この従動ギヤ２２Ａと噛み合う駆動ギヤ２２と、この駆動ギヤ２２を出力軸に有する帯電ローラ駆動モータ２１とから主に構成されている。上記したとおり、帯電ローラ１は、上記駆動機構の帯電ローラ駆動モータ２１により回転駆動される。
【００４０】一方、感光体２の駆動機構は、図６に示すように、感光体２の両端部の軸を回転自在に支持する左右一対の軸受２４，２４と、感光体２の軸の図６において右側端部に固設された従動プーリ２５Ａと、従動プーリ２５の近傍の装置本体側に設けられた駆動プーリ２５と、従動プーリ２５Ａと駆動プーリ２５との間に掛け渡されたベルト２５Ｂと、駆動プーリ２５を出力軸に有する、装置本体側に固設された感光体駆動モータ２６とから主に構成されている。上記したとおり、感光体２は、上記駆動機構の感光体駆動モータ２６により回転駆動される。
【００４１】第４の実施形態によれば、一定の厚みの円盤状のスペーサ部材１６を有することにより、スペーサ部材１６の厚みが摩耗により減少しても、上記回転機構の円盤状スペーサ部材駆動モータ１８を駆動してスペーサ部材１６を回転させ新しいスペーサ部材１６の当接部分を出すことにより、スペーサ部材１６の厚みの減少が元にもどるため、帯電ローラ１と感光体２との間隙Ｇの減少をなくすことができるという利点がある。
（第５の実施形態）図８に第５の実施形態を示す（請求項３および請求項７参照）。第５の実施形態は、第１の実施形態と比較して、装置本体側に固定されたスペーサ部材１０に代えて、帯電ローラ１の回転方向に沿って厚みが変化するくさび状の形状をなすくさび状スペーサ部材２７（以下、単に「スペーサ部材２７」という）を有すること、および帯電ローラ１の両端部および感光体２の両端部と当接するスペーサ部材２７の当接部分の位置を変える可変手段としての、スペーサ部材２７を帯電ローラ１の回転方向に沿って往復移動させる往復移動機構３２を有することが主に相違する。
【００４２】図８に示すように、帯電ローラ１と感光体２の各両端部の間に、厚みがt１＝１０μｍからｔ２＝５０μｍに変化するくさび状のスペーサ部材２７を挟み込んで、スペーサ支持部材１１Ａによりスペーサ部材２７が帯電ローラ１の回転により動かないように固定してある。
【００４３】往復移動機構３２は、スペーサ支持部材１１Ａの図８における左端に固定されたラック１２と、このラック１２と噛み合うピニオン１３と、ラック１２の非ラック形成部の上面および下面に当接し、スペーサ支持部材１１Ａを帯電ローラ１の回転方向に沿って水平に往復移動すべく案内する案内部材としての上下一対のコロ２８，２８と、その出力軸にピニオン１３が固設され装置本体側に固設された正逆転可能な電動モータ１３Ｂとから主に構成されている。スペーサ部材２７、スペーサ支持部材１１Ａおよび往復移動機構３２は、図８における紙面の手前側および奥側の、帯電ローラ１と感光体２の各両端部の間に同様に配設されている。
【００４４】ピニオン１３は、図示しない軸受を介して装置本体側の定位置に、図８中両矢印で示す時計回りおよび反時計回り方向に回動自在に支持されている。往復移動機構３２により、スペーサ支持部材１１Ａと共にスペーサ部材２７が帯電ローラ２の回転方向に沿って水平に一定の量で送り出したり、引き戻したりすることができる。
【００４５】例えば、電動モータ１３Ｂが図示しない制御装置からの指令により、スペーサ部材２７の厚みが摩耗して減少したときに回転駆動されるように構成してもよい。スペーサ部材２７の厚みが摩耗して減少したことを間接的に、あるいは直接的に検出する検出手段を適宜配設し、その検出手段からの出力信号に基づいて、上記制御装置がスペーサ部材２７の送り出し方向および移動量を調整するように電動モータ１３Ｂを制御するようにしてもよい。
【００４６】帯電ローラ１は、スペーサ部材２７を挟み込み、帯電ローラ１を感光体２に圧接する向きに付勢する加圧バネ２９Ａ（圧縮バネ）等を備えた加圧機構２９により一定の圧力で加圧されている。また、帯電ローラ１は、両端部の芯軸１ｃが軸受３０（奥側図示せず）により回転自在に支持されており、図示しない駆動機構により図８中矢印で示す反時計回り方向に回転する。感光体２は、図示しない軸受によりその軸の両端で支持されており、図示しない駆動機構（例えば図６参照）によって、図８中矢印で示す時計回り方向に回転する。
【００４７】なお、第５の実施形態の往復移動機構は、上記した電動による利点を望まなくてもよいのであれば往復移動機構３２に限らず、例えばピニオン１３に図示しないハンドルを取り付け、そのハンドルを手動で回動調整するようなことも考えられる。往復移動機構３２は、上述した例に限らず、部品点数を減らすために、往復移動機構３２を図８における紙面の手前側および奥側の中央部に１箇所のみ配設することもできる。
【００４８】したがって、第５の実施形態によれば、往復移動機構３２により、帯電ローラ１の回転方向に沿って厚みが変化するスペーサ部材２７が帯電ローラ１の回転方向に沿って往復移動されることにより、スペーサ部材２７を任意の厚みの位置に移動させ固定することで、帯電ローラ１と感光体２との間の間隙Ｇを容易に調整できるという利点がある。
【００４９】以上述べたとおり、本発明を実施例を含む特定の実施形態等について説明したが、本発明の構成は、上述した各実施形態および各変形例等に限定されるものではなく、これらを適宜組み合わせて構成してもよく、本発明の範囲内において、その必要性および用途等に応じて種々の実施形態や実施例を構成し得ることは当業者ならば明らかである。
【００５０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、従来装置の有する上述した課題を解決すると共に上記目的を達成することができて、新規な帯電装置を提供することができる。請求項毎の効果を挙げれば以下のとおりである。請求項１記載の発明によれば、帯電ローラの両端部と被帯電体の両端部との間に、非接触状態を保持することが可能な厚みを有する低摩擦抵抗のスペーサ部材を挟み込んでいるため、帯電ローラと感光体との間に一定の間隙を保つことができ、これにより帯電ローラの一回転周期による間隙の変動がなくなって帯電ムラをなくすことができる。また、加工精度による間隙変動を極力なくすことができる。
【００５１】請求項２記載の発明によれば、スペーサ部材をフッ素樹脂材料で形成することにより、請求項１記載の発明の効果に加えて、帯電ローラや感光体との摩擦が小さくなり、摩擦による回転抵抗や摩耗を減らすことができる。
【００５２】請求項３記載の発明によれば、帯電ローラの両端部および被帯電体の両端部と当接するスペーサ部材の当接部分の位置を変える可変手段を有することにより、請求項１または２記載の発明の効果に加えて、スペーサ部材の当接部分の厚みが摩耗により減少してもスペーサ部材の新しい当接部分に位置を変えることができるので、帯電ローラと感光体との間の間隙の減少をなくすことが可能となる。
【００５３】請求項４記載の発明によれば、移動機構により、一定の厚みを有するスペーサ部材が帯電ローラの回転方向に沿って移動することにより、請求項３記載の発明の効果に加えて、スペーサの厚みの減少が元にもどるため、帯電ローラと感光体との間の間隙の減少をなくすことができる。
【００５４】請求項５記載の発明によれば、巻取機構により、可撓性を有するベルト状スペーサ部材が巻き取られることにより、請求項３記載の発明の効果に加えて、スペーサ部材の送り出す量が増えるため、帯電ローラと感光体との間の間隙を一定に維持する時間が増える。
【００５５】請求項６記載の発明によれば、回転機構により、円盤状の形状をなす回転可能な円盤状スペーサ部材が回転されることにより、請求項３記載の発明の効果に加えて、スペーサ部材の厚みが摩耗により減少しても円盤状スペーサ部材を回転させ新しいスペーサ部材の当接部分を出すことによってスペーサの厚みの減少が元にもどるため、帯電ローラと感光体との間の間隙の減少をなくすことができる。
【００５６】請求項７記載の発明によれば、往復移動機構により、帯電ローラの回転方向に沿って厚みが変化するくさび状スペーサ部材が帯電ローラの回転方向に沿って往復移動されることにより、請求項３記載の発明の効果に加えて、くさび状スペーサ部材を任意の厚みの位置に移動させ固定することで帯電ローラと感光体との間の間隙を容易に調整できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の各実施形態に共通する帯電装置周りの正面図である。
【図２】第１の実施形態を示す帯電装置の簡略的な一部断面正面図である。
【図３】図２の側面図である。
【図４】第２の実施形態を示す帯電装置の簡略的な一部断面正面図である。
【図５】第３の実施形態を示す帯電装置の簡略的な一部断面正面図である。
【図６】第４の実施形態を示す帯電装置の簡略的な一部断面側面図である。
【図７】図６の要部の平面図である。
【図８】第５の実施形態を示す帯電装置の簡略的な一部断面正面図である。
【符号の説明】
１ 帯電ローラ
２ 被帯電体としての感光体
１０，１０Ａ，１６，２７ スペーサ部材
１２ 移動機構または往復移動機構を構成するラック
１３ 移動機構または往復移動機構を構成するピニオン
１４ 巻取機構を構成する送り出し機構
１５ 巻取機構を構成する巻き取り機構
２９ 加圧機構
３１ 回転機構
３２ 往復移動機構
【特許請求の範囲】
【請求項１】回転する帯電ローラを被帯電体と常に非接触状態に保って該被帯電体を帯電させる帯電装置において、上記帯電ローラの両端部と上記被帯電体の両端部との間に、上記非接触状態を保持することが可能な厚みを有する低摩擦抵抗のスペーサ部材を挟み込むことを特徴とする帯電装置。
【請求項２】請求項１記載の帯電装置において、上記スペーサ部材が、フッ素樹脂材料で形成されていることを特徴とする帯電装置。
【請求項３】請求項１または２記載の帯電装置において、上記帯電ローラの両端部および上記被帯電体の両端部と当接する上記スペーサ部材の当接部分の位置を変える可変手段を有することを特徴とする帯電装置。
【請求項４】請求項３記載の帯電装置において、上記スペーサ部材が、一定の厚みを有し、上記可変手段は、上記スペーサ部材を上記帯電ローラの回転方向に沿って移動する移動機構であることを特徴とする帯電装置。
【請求項５】請求項３記載の帯電装置において、上記スペーサ部材が、可撓性を有するベルト状の形状をなすベルト状スペーサ部材であり、上記可変手段は、上記ベルト状スペーサ部材を巻き取る巻取機構であることを特徴とする帯電装置。
【請求項６】請求項３記載の帯電装置において、上記スペーサ部材が、円盤状の形状をなす回転可能な円盤状スペーサ部材であり、上記可変手段は、上記円盤状スペーサ部材を回転させる回転機構であることを特徴とする帯電装置。
【請求項７】請求項３記載の帯電装置において、上記スペーサ部材が、上記帯電ローラの回転方向に沿って上記厚みが変化するくさび状の形状をなすくさび状スペーサ部材であり、上記可変手段は、上記くさび状スペーサ部材を上記回転方向に沿って往復移動させる往復移動機構であることを特徴とする帯電装置。
【請求項１】回転する帯電ローラを被帯電体と常に非接触状態に保って該被帯電体を帯電させる帯電装置において、上記帯電ローラの両端部と上記被帯電体の両端部との間に、上記非接触状態を保持することが可能な厚みを有する低摩擦抵抗のスペーサ部材を挟み込むことを特徴とする帯電装置。
【請求項２】請求項１記載の帯電装置において、上記スペーサ部材が、フッ素樹脂材料で形成されていることを特徴とする帯電装置。
【請求項３】請求項１または２記載の帯電装置において、上記帯電ローラの両端部および上記被帯電体の両端部と当接する上記スペーサ部材の当接部分の位置を変える可変手段を有することを特徴とする帯電装置。
【請求項４】請求項３記載の帯電装置において、上記スペーサ部材が、一定の厚みを有し、上記可変手段は、上記スペーサ部材を上記帯電ローラの回転方向に沿って移動する移動機構であることを特徴とする帯電装置。
【請求項５】請求項３記載の帯電装置において、上記スペーサ部材が、可撓性を有するベルト状の形状をなすベルト状スペーサ部材であり、上記可変手段は、上記ベルト状スペーサ部材を巻き取る巻取機構であることを特徴とする帯電装置。
【請求項６】請求項３記載の帯電装置において、上記スペーサ部材が、円盤状の形状をなす回転可能な円盤状スペーサ部材であり、上記可変手段は、上記円盤状スペーサ部材を回転させる回転機構であることを特徴とする帯電装置。
【請求項７】請求項３記載の帯電装置において、上記スペーサ部材が、上記帯電ローラの回転方向に沿って上記厚みが変化するくさび状の形状をなすくさび状スペーサ部材であり、上記可変手段は、上記くさび状スペーサ部材を上記回転方向に沿って往復移動させる往復移動機構であることを特徴とする帯電装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図７】
【図６】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図７】
【図６】
【図８】
【公開番号】特開２００２−２５８５８１（Ｐ２００２−２５８５８１Ａ）
【公開日】平成１４年９月１１日（２００２．９．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００１−５３８９０（Ｐ２００１−５３８９０）
【出願日】平成１３年２月２８日（２００１．２．２８）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１４年９月１１日（２００２．９．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１３年２月２８日（２００１．２．２８）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
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